BR112020010572B1 - Inserto de corte indexável de quatro arestas de lado único e fresa de inserto - Google Patents

Abstract

Um inserto de corte indexável de quatro arestas de lado único (14) inclui uma forma básica positiva, uma superfície de saída (24), uma superfície periférica (28) incluindo quatro superfícies de apoio de lados (38A, 38B, 38C, 38D), uma superfície de rolamento de base (26) e um furo de parafuso (30) que conecta as superfícies de saída e de rolamento de base (24, 26). O inserto (14) tem um tronco quadrado imaginário que define uma base quadrada contendo a superfície de rolamento de base (26) do inserto de corte e define adicionalmente quatro superfícies de lados trapezoidais isósceles (54A, 54B, 54C, 54D) respectivamente contendo as quatro superfícies de apoio de lados (38A, 38B, 38C, 38D) do inserto de corte (14). Um volume de material VF do inserto de corte (14) e um volume vazio VS do inserto (14) cumprem a condição VS/ VF = 0,25.

Description

CAMPO DA INVENÇÃO

[001] O assunto da presente invenção refere-se a insertos de corte positivo indexável de quatro arestas de lado único (daqui em diante também "inserto(s)") e fresas de inserto para os mesmos. Mais particularmente, a relativamente pequenos insertos e suportes de ferramentas configurados para operações de fresamento de cantos a 90°.

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO

[002] Para os fins da presente invenção, fresas de extremidade podem ser teoricamente divididas em dois grupos gerais, nomeadamente fresas de inserto e fresas de extremidade sólidas.

[003] As fresas de inserto são ferramentas de fresamento que compreendem suportes de ferramentas com cavidades e insertos substituíveis, normalmente indexáveis, configurados para serem montados nas cavidades. Uma vantagem de fresas de inserto é que os insertos substituíveis, que são feitos de materiais comparativamente caros, mais duros, constituem uma porção relativamente pequena da ferramenta de fresagem. Os suportes de ferramenta compreendem uma haste que é mantida com segurança por uma pinça ou mandril durante fresagem.

[004] Diferente das fresas de inserto que regularmente exigem substituição de insertos pequenos e menos regularmente exigem substituição do suporte de ferramenta, fresas de extremidade sólida compreendem dentes formados integralmente e toda a fresa de extremidade sólida é substituída após o desgaste. As fresas de extremidade sólida também compreendem uma haste formada integralmente que é mantida com segurança por uma pinça ou mandril durante a fresagem. Por conseguinte, as fresas de extremidade sólida utilizam muito mais material comparativamente caro do que as fresas de inserto. Apesar do custo comparativamente mais alto, uma das vantagens das fresas de extremidade sólida em relação às fresas de inserto é que o corpo formado integralmente único da fresa de extremidade sólida pode ser fabricado com um diâmetro comparativamente menor (geralmente menor que 20 mm de diâmetro, com diâmetros menores sendo mais populares, por exemplo, com cerca de 12 mm de diâmetro) permitindo fresagem em locais relativamente menores do que é possível ou prático com as fresas de inserto.

[005] Embora insertos muito pequenos sejam conhecidos, fresas de extremidade sólida ainda são comumente preferidas nos diâmetros relativamente menores por várias razões.

[006] Por conseguinte, a presente invenção é direcionada a insertos e fresas de insertos que possuem uma variedade de características de projeto que as tornam competitivas funcional e economicamente com fresas de extremidade sólida em diâmetros de corte de 20 mm ou menos, particularmente na faixa de 9 a 16 mm, preferencialmente de 9 a 12mm.

[007] Uma publicação de interesse é EP 3050655, que divulga insertos indexáveis de duas arestas de lado único para suportes de ferramenta de diâmetro pequeno.

[008] É um objetivo da presente invenção prover um inserto de corte novo e melhorado e suporte de ferramenta do mesmo. Particularmente insertos de corte para aplicações de diâmetro pequeno e que podem ser usadas em um suporte de ferramenta comum. Um objetivo separado é provisão de uma construção antirrotação.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

[009] A presente invenção provê um inserto de corte indexável de quatro arestas de lado único para operações de fresagem de canto a 90° para suportes de ferramenta de diâmetro pequeno. Quatro posições indexáveis são normalmente preferidas às duas posições indexáveis divulgadas em EP 3050655, mas o projeto escolhido em EP 3050655 foi deliberadamente escolhido para ter apenas duas posições indexáveis, presumivelmente porque esse foi o projeto ideal concebido pelos inventores do mesmo para suportes de ferramenta de diâmetro pequeno.

[010] A presente invenção concebe que mesmo em tais diâmetros pequenos um inserto indexável de quatro arestas, por exemplo, de forma quadrada básica, pode ser provido. Tradicionalmente, durante operações de fresagem de canto a 90° para insertos indexáveis de quatro arestas, duas bordas de corte adjacentes do inserto serão usadas simultaneamente, uma borda de corte localizada radialmente para usinar lateralmente e outra borda de corte localizada axialmente para prover uma função alisadora na extremidade axial da fresa de inserto. Como a borda de corte que provê a função alisadora já sofre desgaste, acreditava-se que quatro posições indexáveis não estavam disponíveis e tais insertos eram desvantajosos em relação ao tipo indexável de duas arestas alongado mostrado em EP 3050655, o que pode prover uma borda de corte mais longa.

[011] Deve notar-se que são conhecidos insertos de corte tendo mais de quatro bordas de corte em um lado, no entanto esses insertos não são conhecidos por esses diâmetros pequenos. Isso ocorre porque, a fim de compensar o desgaste acima mencionado em uma borda de corte usada como alisadora, a borda de corte normalmente não é reta, mas compreende uma pequena porção alisadora e uma porção de borda de corte aliviada maior. Assim o comprimento de borda de corte total de um inserto já pequeno é reduzido.

[012] Da mesma forma, são conhecidos insertos de duplo lado com até mais de quatro bordas, mas ser capaz de prover liberação para esses insertos de corte em suportes de ferramentas com diâmetro extremamente pequeno é problemático.

[013] Por conseguinte, foi descoberto pelo presente inventor que a função alisadora não causou desgaste significativo e o uso de toda a borda de corte, mesmo depois de ter sido usada na posição alisadora, uma vez que é possível uma posição de borda de corte principal para suportes de ferramenta de diâmetro pequeno.

[014] Além disso, uma série de recursos vantajosos foram incorporados, cada um dos quais é projetado para permitir produção econômica a fim de que uma fresa de inserto de diâmetro pequeno possa ser competitiva contra fresas de extremidade sólida de diâmetro similar, como será descrito abaixo.

[015] De acordo com um primeiro aspecto da presente invenção, é provido um inserto de corte indexável de quatro arestas, de lado único tendo uma forma básica positiva e compreendendo: uma superfície de saída; uma superfície de rolamento de base localizada do lado oposto à superfície de saída; um eixo de inserto (AI) estendendo-se perpendicular à superfície de rolamento de base e através do centro do inserto, o eixo de inserto definindo: uma direção ascendente a partir da superfície de rolamento de base em direção à superfície de saída, uma direção descendente oposta à direção ascendente e uma direção externa perpendicular às direções ascendente e descendente e se estendendo se afastando a partir do eixo de inserto; uma altura de inserto de corte HI mensurável paralela ao eixo de inserto, a partir da superfície de rolamento de base até um do ponto mais alto da superfície de saída; uma superfície periférica conectando a superfície de saída e a superfície de rolamento de base, a superfície periférica compreendendo: uma subsuperfície inferior não retificada que se estende ascendentemente e externamente a partir da superfície de rolamento de base, a subsuperfície inferior compreendendo as primeira, segunda, terceira e quarta superfícies de apoio de lados; e uma subsuperfície superior conectando a subsuperfície inferior e a superfície de saída, a subsuperfície superior começando na direção ascendente a uma altura de superfície superior mínima HU acima da superfície de rolamento de base; uma borda de corte formada ao longo de uma intersecção da superfície periférica e da superfície de saída; um furo de parafuso se abrindo para as superfícies de saída e de rolamento de base, o furo de parafuso tendo um volume vazio VS; em que: o inserto possui um tronco quadrado imaginário definido por: uma base quadrada contendo a superfície de rolamento de base; quatro superfícies de lados trapezoidais isósceles, cada uma se estendendo ascendentemente e externamente a partir da base quadrada em um ângulo de alívio de superfície de apoio θ cumprindo a condição 1° ≤ θ ≤ 15° e cada uma contendo uma respectiva dentre primeira, segunda, terceira e quarta superfícies de apoio de lados; e um topo quadrado conectando as quatro superfícies de lados trapezoidais isósceles e localizado a uma distância igual à altura de inserto de corte HI a partir da base quadrada; a subsuperfície superior compreende pelo menos uma porção saliente, que se estende externamente a partir de uma adjacente das superfícies de lados trapezoidais e tem um ponto mais baixo na referida altura de subsuperfície superior mínima HU; em uma vista paralela ao eixo de inserto (AI), um diâmetro de círculo inscrito IC das bordas de corte cumpre a condição IC ≤ 10 mm; e uma razão de volume VS/VF do volume vazio VS e um volume de material VF do inserto de corte cumpre a condição VS/ VF ≥ 0,25.

[016] Além da descoberta acima mencionada sobre a superfície alisadora, utilizando um inserto pequeno, a saber tendo um diâmetro de círculo inscrito IC menor ou igual a 10 mm, verificou-se que esses insertos pequenos sofrem distorção relativamente pequena (normalmente uma protuberância convexa) no processo de sinterização. Essa distorção é tradicionalmente lidada provendo uma superfície de apoio lateral de cavidade com uma lacuna (para garantir que a superfície de apoio de lado de inserto convexo entre em contato com segurança com a superfície de apoio lateral nos dois lados da lacuna) ou provendo um recuo pré-projetado na superfície de lado do inserto de corte ou por retificação custosa da de lado do inserto de corte.

[017] Uma vez que o inserto de corte da presente invenção é pequeno, a distorção está dentro de tolerâncias razoáveis e a modificação acima mencionada da cavidade e retificação periférica do inserto de corte pode ser evitada. Assim, o inserto é definido como tendo uma subsuperfície inferior não retificada. Como é conhecido na técnica, as superfícies retificadas podem ser identificadas por linhas de retificação e linhas de descontinuidade na qual uma superfície retificada plana termina e uma superfície não retificada se inicia.

[018] Além disso, tal projeto de cavidade também é útil assim para pequenos insertos do tipo circular indexáveis de quatro arestas, que tipicamente não podem ser montados na mesma cavidade quando entram em contato com o centro da superfície de apoio lateral (e, portanto, entrariam em contato com uma lacuna na superfície de apoio lateral tradicional). Além disso, outros tipos de insertos, tais como insertos de alimentação indexáveis de quatro arestas, também podem ser usados com tais suportes de ferramenta, tornando os suportes de ferramenta da presente invenção mais versáteis e, portanto, mais econômicos.

[019] Por conseguinte, há uma característica vantajosa adicional de pelo menos uma porção saliente, que separa a porção periférica do inserto para montagem na cavidade de inserto (ou seja, a subsuperfície inferior) e a porção de corte do inserto (ou seja, a borda de corte). Assim, ao produzir diferentes tipos de bordas de corte (90° ou circular etc.), o mesmo inserto básico, ou pelo menos a mesma cavidade, pode ser usada.

[020] Tendo uma forma básica positiva, ou seja, permitindo um processo de prensagem com o mínimo de usinagem possível, como divulgado em EP 3050655B1 (par. [0034]), também contribui para a vantagem econômica do presente projeto. Deve-se notar que o termo “forma básica positiva” significa mais especificamente que as áreas de seção transversal mais próximas a uma superfície de rolamento de base do inserto são menores que as áreas de seção transversal mais distantes da mesma, mas não exigem que todas as superfícies periféricas sejam oblíquas continuamente. Por exemplo, em certas seções do inserto as superfícies podem se estender paralelamente a um eixo de inserto.

[021] Finalmente, a quantidade de material do inserto em si pode ser minimizada. Verificou-se que a razão de volume VS/VF definida acima foi desempenhada com sucesso. Naturalmente, minimizar a quantidade de material e prover quatro posições indexáveis pode prover uma vantagem econômica.

[022] Embora cada um dos quatro principais recursos de projeto mencionados acima (a saber, quatro posições indexáveis, subsuperfície inferior não retificada devido ao tamanho pequeno, pelo menos uma porção saliente e material de minimização de volume) são cada um individualmente vantajosos acredita-se que a combinação de todos quatro elementos no presente aspecto proveja um inserto de corte com múltiplas vantagens.

[023] Além disso, enquanto o uso pretendido do inserto principal da presente invenção é em operações de fresagem de canto a 90°, esses insertos são extremamente pequenos e versáteis e, portanto, podem ser usados para outras operações tais como chanfrar (rotacionando uma orientação da cavidade) ou perfurar etc.

[024] De acordo com um segundo aspecto da presente invenção é provida uma fresa de inserto compreendendo: um suporte de ferramenta; e um inserto de corte de acordo com o aspecto anterior.

[025] Em tal fresa de inserto, o suporte de ferramenta pode compreender: uma porção de haste; uma porção de corte conectada à porção de haste e compreendendo uma cavidade; e um eixo de rotação que se estende através do centro do suporte de ferramenta e define uma direção para frente que se estende da porção de haste na direção da porção de corte; com a cavidade compreendendo: uma superfície de apoio de assento; um orifício de cavidade rosqueada que se abre para a superfície de apoio de assento e define um círculo inscrito de orifício de cavidade mínimo IP e um diâmetro de orifício de cavidade mínima associada DP; e primeira e segunda superfícies de apoio laterais orientadas em um ângulo reto entre si em uma vista plana da superfície de apoio de assento; e em que: cada uma das primeira e segunda superfícies de apoio laterais tem uma forma contínua alongada, sendo a primeira e a segunda superfícies de apoio laterais as únicas superfícies de apoio da cavidade além da superfície de apoio de assento; e o inserto de corte é montado na cavidade com a superfície de rolamento de base do inserto apoiando a superfície de apoio de assento da cavidade e duas das superfícies de apoio de lados adjacentes do inserto apoiando a primeira e a segunda superfícies de apoio laterais da cavidade.

[026] Deve-se notar que o “ângulo reto” definido acima não significa exatamente 90°, mas dentro das tolerâncias de fabricação, ou seja, cerca de 90° ± 3 °, preferencialmente 90° ± 1°.

[027] Como mencionado acima, um inserto indexável de quatro arestas com uma subsuperfície inferior não retificada e uma cavidade como definido acima permite produção simples da cavidade e versatilidade pois a cavidade também pode acomodar até outros tipos de insertos indexáveis de quatro arestas.

[028] De acordo com um terceiro aspecto da presente invenção, é provido um suporte de ferramenta como definido no segundo aspecto.

[029] De acordo com um quarto aspecto da presente invenção, é provido um inserto de corte indexável de quatro arestas tendo uma borda de corte circular e exatamente quatro superfícies de apoio de lados espaçadas igualmente.

[030] De acordo com um quinto aspecto da presente invenção, é provido um inserto de corte indexável de quatro arestas tendo uma razão de volume de VS/VF ≥ 0,30.

[031] Será entendido que uma maior razão de volume utiliza menos material. Por conseguinte, prefere-se que a razão de volume cumpra a condição: VS/VF ≥ 0,30 ou mesmo VS/VF ≥ 0,35. Acredita-se que uma razão de volume máximo aproximada para condições de corte modernas aceitáveis, teoricamente, cumpra a condição: VS/VF ≤ 0,55. Esta razão de volume máxima é particularmente relevante para um inserto do tipo circular que tem extremamente pouco material de acordo com a presente invenção. Em relação aos insertos com bordas quadradas, uma razão de volume máximo aproximada de Vs/VF ≤ 0,40 é provavelmente a razão de volume máximo aproximada.

[032] será entendido que mesmo que o diâmetro de círculo inscrito IC definido acima permita que a subsuperfície inferior não seja retificada, tamanhos ainda menores permitirão que suportes de ferramenta de diâmetro menor sejam usados e/ou tenham insertos adicionais. Por conseguinte, prefere-se que o diâmetro de círculo inscrito IC cumpra a condição: IC ≤ 8 mm, ou mesmo IC ≤ 6,5 mm e mais preferencialmente IC ≤ 5 mm. Acredita-se que um tamanho factível mínimo aproximado cumpra a condição: IC ≥ 3,5 mm.

[033] Deve ser entendido que uma altura de subsuperfície superior mínima maior HU permite uma maior altura da subsuperfície inferior. A subsuperfície inferior provê uma função de rolamento e, portanto, uma altura maximizada da mesma provê maior estabilidade ao inserto quando montada na cavidade. Por outro lado, é necessário tamanho suficiente da subsuperfície superior para a função de corte. Nesse sentido, é preferencial que a altura de subsuperfície superior mínima HU cumpra a condição: 0,60HI ≤ HU ≤ 0,90HI ou mesmo 0,60HI ≤HU ≤ 0,80HI e mais preferencialmente, 0,63HI ≤ HU ≤ 0,73HI.

[034] A pelo menos uma porção saliente pode ser uma única porção saliente contínua que se estende ao longo de toda a periferia do inserto ou pode ser uma pluralidade de porções salientes espaçadas circunferencialmente entre si, como é preferido em algumas modalidades, tal como o inserto de borda circular, como explicado abaixo.

[035] O inserto de corte pode preferencialmente ser 90° rotacionalmente simétrico em torno do eixo de inserto. Em outras palavras, o inserto de corte pode ter quatro lados idênticos.

[036] O inserto de corte pode compreender quatro cantos idênticos e quatro bordas retas idênticas conectando os cantos. Será entendido que isso provê uma forma econômica simples, livre de geometrias complexas. Em outras palavras, o inserto pode ter uma borda em forma de quadrado básica com cantos arredondados. Essa forma pode ser a forma mais preferencial que tem bordas retas longas para corte.

[037] De acordo com um exemplo preferencial cada borda reta tem um comprimento de borda LE que cumpre a condição: 0,65IC < LE < 0,95lC. De preferência, o comprimento de borda LE cumpre a condição: 0,75IC < LE < 0,90lC. Assim, para um inserto extremamente pequeno toda a borda reta de um lado do inserto pode servir como uma borda de corte principal, e toda a borda reta de um lado adjacente pode servir como um alisador. Notavelmente, uma vez que o inserto é tão pequeno, toda a borda constitui um alisador relativamente grande (aumentando a preocupação sobre o desgaste quando usada como alisador). Em muitos projetos conhecidos isso é superado por uma borda não reta, ou seja, um pequeno alisador adjacente a um canto seguido por uma porção de borda aliviada seguindo uma direção diferente. Na presente invenção, no entanto, cada borda reta pode ter uma geometria mais simples, servindo como um alisador quando em uma posição indexada e então funcionando como uma borda de corte principal após a indexação do inserto. Notavelmente, um alisador grande pode prover um acabamento melhor em uma peça usinada.

[038] Como alternativa, a forma de inserto básica pode ter uma borda reta muito pequena e um raio de canto muito grande para outras que não sejam operações de fresagem de canto de 90° (semelhante à operação de um inserto circular). Em tal modalidade, o comprimento de borda de corte LE cumpre a condição: 0,10IC < LE < 0,50lC, preferencialmente 0,15IC < LE < 0,35lC.

[039] Ainda como alternativa, a borda de corte pode ser, por exemplo, circular.

[040] Mais preferencialmente, a superfície de rolamento de base é retificada. Em uma modalidade mais preferencial, apenas a superfície de rolamento de base do inserto de corte é retificada. Esta é a produção mais econômica do inserto.

[041] Em algumas aplicações, é necessário realizar uma operação de retificação de superfície de saída adicional. Em tal modalidade, a superfície de rolamento de base e toda borda de corte são retificadas e a borda de corte está contida no topo quadrado. Em outras palavras, a operação de retificação não é conduzida em toda a superfície periférica, mas meramente ao longo da parte superior do inserto e, portanto, toda a borda está contida em um plano, neste caso descrito como contido na parte superior quadrada. Será entendido que tal retificação superior do inserto permite que uma infinidade de insertos seja retificada em uma única passagem. Embora isso seja desvantajoso em alguns aspectos, ele pode ser deslocado pela inclinação da cavidade para fornecer uma posição de corte positiva adequada.

[042] Para algumas aplicações, também é possível produzir uma borda de corte contida na parte superior quadrada dentro das tolerâncias desejadas e sem uma operação de retificação, o que é obviamente preferido pois é mais econômico.

[043] Para maior estabilidade, o ângulo de alívio da superfície de apoio θ cumpre preferencialmente a condição 2° ≤ θ ≤ 8° e, mais preferencialmente, 4° ≤ θ ≤ 7°.

[044] Para proporcionar um desempenho adequado, uma largura de estria de borda de corte WL perpendicular mensurável ao eixo de inserto tomada em qualquer posição ao longo da borda de corte cumpre a condição: WL ≤ 0,14 mm. De preferência a largura da estria WL cumpre a condição: 0,02 mm ≤ WL ≤ 0,14 mm, ou ainda mais preferencialmente 0,03 mm ≤ WL ≤ 0,11 mm e mais preferencialmente 0,04 mm ≤ WL ≤ 0,08 mm.

[045] A cavidade é preferencialmente oblíqua em relação ao eixo de rotação do suporte de ferramenta para compensar uma borda de corte ser plana, ou seja, contida no quadrado superior.

[046] O orifício de cavidade pode igualmente ser comparativamente grande em seção transversal comparado com a distância das superfícies de apoio laterais. Isso pode ser visto a partir do diâmetro do orifício de cavidade e das distâncias das superfícies laterais.

[047] As superfícies laterais são preferencialmente tipicamente orientadas no mesmo ângulo que as superfícies de apoio do inserto.

[048] O eixo do parafuso pode preferencialmente ser desviado do centro da superfície de apoio de assento, ou seja, um pouco mais próximo de onde as superfícies laterais estão mais próximas umas da outras, de modo que um parafuso que segura o inserto de corte na cavidade irá desequilibrar o inserto de corte em direção às superfícies laterais.

[049] Acredita-se que a aplicação mais vantajosa para um inserto de acordo com a presente invenção seja fresas de insertos para cortar diâmetros pequenos, particularmente para as faixas de diâmetro padrão de 9,7 mm a 16 mm. Embora uma fresa de inserto com diâmetro padrão de 6 mm com um inserto de corte único e fresas de diâmetros ainda maiores, acredita-se que sejam menos eficientes do que outros suportes de ferramentas nesses tamanhos. Para o inserto de tamanho pequeno exemplificado (IC = 4 mm), fresas de inserto de 9,7 mm de diâmetro tendo dois insertos, de 12 mm de diâmetro tendo dois ou mesmo três insertos, de 14 mm de diâmetro tendo quatro insertos e de 16 mm de diâmetro com cinco insertos são factíveis. Deve-se notar que a presente invenção é mais vantajosa na extremidade inferior da faixa de diâmetro mencionada, particularmente nas fresas de insertos de 9,7 mm e 12 mm. O benefício disso pode ser observado multiplicando o número de insertos mencionados por quatro (ou seja, o número de posições indexáveis disponíveis para cada inserto).

[050] De acordo com um sexto aspecto é provido um inserto de corte compreendendo uma superfície de saída, uma superfície de rolamento de base geralmente plana, uma superfície periférica conectando a superfície de saída e superfície de rolamento de base, um furo de parafuso tendo um eixo central e uma borda de corte formada em uma intersecção da superfície periférica e superfície de saída; o inserto sendo indexável sobre o eixo central; a superfície periférica compreendendo uma primeira superfície de apoio de lado, uma primeira superfície sem apoio adjacente a uma primeira superfície de apoio de lado, uma segunda superfície de apoio de lado, uma segunda superfície sem apoio adjacente a uma segunda superfície de apoio de lado; a primeira superfície de apoio de lado e a primeira superfície sem apoio de lado estando localizadas entre o primeiro e o segundo cantos adjacentes; A segunda superfície de apoio de lado e segunda superfície sem apoio de lado estando localizadas entre o referido segundo canto e um terceiro canto adjacente ao segundo canto; a primeira e a segunda superfícies sem apoio de lados cada uma sendo espaçada mais afastado a partir do eixo central do que as primeira e segunda superfícies de apoio de lados.

[051] Como ficará claro a partir da descrição abaixo, não apenas o presente aspecto, mas qualquer um dos aspectos de inserto anteriores também pode compreender o recurso descrito no sexto aspecto ou como descrito nas Figs. 15 a 18B abaixo (declarado de forma diferente, o recurso é, em suma, um par de superfícies de apoio de lados adjacentes e superfícies sem apoio de lados, cada superfície sem apoio de lado sendo espaçada para mais afastado a partir de um eixo central do que cada superfície de apoio de lado). A vantagem disso é particularmente notável quando porções de uma borda de corte entre dois cantos adjacentes têm geometrias diferentes (ou seja, funções de corte diferentes).

[052] Por exemplo, o recurso, quando, por exemplo, definindo para um inserto indexável de quatro arestas pode ser definido como: a superfície periférica adicionalmente compreende uma primeira superfície sem apoio de lado adjacente à primeira superfície de apoio de lado, uma segunda superfície sem apoio de lado adjacente à segunda superfície de apoio de lado, uma terceira superfície sem apoio de lado adjacente à terceira superfície de apoio de lado e uma quarta superfície sem apoio de lado adjacente à quarta superfície de apoio de lado; em que cada uma dentre as primeira, segunda, terceira e quarta superfícies sem apoio são espaçadas para mais afastado a partir do eixo central do que as primeira, segunda, terceira e quarta superfícies de apoio.

[053] Em outras palavras, um primeiro comprimento L1 pode ser mensurável a partir de um eixo central AI até cada superfície de apoio de lado 38’’’ e um segundo comprimento L2 pode ser mensurável a partir do eixo central AI até cada superfície sem apoio de lado 39’’’; e o primeiro comprimento L1 é menor que o segundo comprimento L2. Em termos matemáticos tal relação pode ser expressa como: L2 = L1 + Δ (em que Δ é a diferença entre o primeiro comprimento L1 e o segundo comprimento L2). O segundo comprimento L2 pode preferencialmente ser definido com a seguinte condição: 0,04mm < Δ < 0,5mm, mais preferencialmente 0,06mm < Δ < 0,2mm e mais preferencialmente 0,06mm < Δ < 0,1mm.

[054] Preferencialmente, o inserto é um inserto de corte indexável de quatro arestas. Preferencialmente, as bordas de corte são idênticas para cada posição indexada.

[055] Preferencialmente, o inserto é um inserto de alimentação com rampa adjacente e bordas de corte de alimentação entre dois cantos adjacentes. Preferencialmente, cada superfície sem apoio de lado é geralmente localizada sob a borda de corte de alimentação e cada superfície de apoio de lado é geralmente localizada sob a borda de corte em rampa.

[056] Preferencialmente, as superfícies sem apoio de lados adjacentes são orientadas no mesmo ângulo que a primeira e segunda superfícies de apoio laterais da cavidade.

[057] Preferencialmente, as superfícies sem apoio de lados adjacentes são orientadas no mesmo ângulo de indexação que as superfícies de apoio de lados.

[058] Preferencialmente, em uma vista em seção transversal perpendicular a um eixo central, uma largura da superfície de apoio de lado é maior do que uma largura da superfície sem apoio de lado.

[059] Preferencialmente, a superfície periférica compreende uma subsuperfície de alívio adjacente à superfície de rolamento de base. Para elaborar, a subsuperfície de alívio está mais localizada interiormente do que a superfície acima dela. Mais preferencialmente, a subsuperfície de alívio está localizada abaixo da superfície sem apoio de lado. Além disso, é preferível que a subsuperfície de alívio também possa estar localizada embaixo da superfície de apoio de lado. Mais preferencialmente, a subsuperfície de alívio pode estar localizada embaixo da superfície de apoio de lado e da superfície sem apoio de lado. Na modalidade mais preferencial, a subsuperfície de alívio pode se estender ao redor de toda a superfície periférica de inserto. Preferencialmente, a subsuperfície de alívio é curvada convexamente.

[060] Preferencialmente, a superfície de saída pode compreender uma estria negativa.

[061] Preferencialmente, a superfície de saída pode compreender uma porção de superfície de saída curvada convexamente adjacente à borda de corte em rampa.

BREVE DESCRIÇÃO DAS FIGURAS

[062] Para uma melhor compreensão do assunto da presente invenção e para mostrar como o mesmo pode ser realizado na prática, agora será feita referência aos desenhos anexos derivados a partir de um modelo em escala, em que: Fig. 1A é uma vista de lado de uma fresa de inserto compreendendo um suporte de ferramenta e uma pluralidade de insertos de acordo com o assunto da presente invenção, rotacionadas para mostrar uma vista frontal (ou seja, axial) do inserto mais à esquerda; Fig. 18 é uma vista de lado da fresa de inserto na Fig. 1A, rotacionada para mostrar uma vista de lado do inserto mais à esquerda na Fig. 1A; Fig. 1C é uma vista de extremidade da fresa de inserto nas Figs. 1A e 1B; Fig. 19 é uma vista de extremidade de uma fresa de inserto, semelhante à fresa de inserto mostrado nas Figs. 1A a 1C, porém com dois insertos; Fig. 20 é uma vista de extremidade de uma fresa de inserto, semelhante à fresa de inserto mostrada nas Figs. 1A a 1C, porém com cinco insertos; Fig. 21 é uma vista em perspectiva do inserto mais à esquerda mostrado na Fig. 1A; Fig. 22 é uma vista em corte transversal ao longo da linha VA-VA da Fig. 6C; Fig. 5B é uma vista em corte transversal ao longo da linha VB-VB da Fig. 6C; Fig. 5C é uma vista em corte transversal ao longo da linha VC-VC da Fig. 6C; Fig. 6A é uma vista de lado do inserto da Fig. 4; Fig. 6B é uma vista em corte transversal ao longo da linha VIB-VIB da Fig. 6A; Fig. 6C é uma vista superior (ou seja, axial) do inserto da Fig. 6A; Fig. 7A é uma vista superior de um tronco quadrado imaginário, mostrando topo quadrado do mesmo; Fig. 7B é uma vista de lado do tronco quadrado da Fig. 7A, mostrando uma superfície de lado trapezoidal isósceles do mesmo; Fig. 7C é uma vista inferior do tronco quadrado na Fig. 7A, mostrando as quatro superfícies de lados trapezoidais isósceles e a base quadrada do mesmo; Fig. 7D é outra vista de lado do tronco quadrado da Fig. 7A, rotacionada; Fig. 7E é uma vista de lado esquemática do inserto da Fig. 4, mostrado dentro do tronco quadrado; Fig. 7F é uma vista em perspectiva do tronco quadrado da Fig. 7A; Fig. 7G é uma vista em perspectiva esquemática do inserto da Fig. 4, mostrada dentro de uma porção do tronco quadrado e hachura indicando esquematicamente onde as superfícies de lados trapezoidais do tronco quadrado contêm as superfícies de apoio de lados do inserto de corte; Fig. 8A é uma vista em perspectiva de uma cavidade de qualquer uma das fresas de inserto das Figs. 1A a 3; Fig. 8B é uma vista de lado da cavidade da Fig. 8A; Fig. 8C é uma vista superior (ou seja, axial) da cavidade da Fig. 8A e também constitui uma vista plana da superfície de apoio de assento da cavidade; Fig. 9 é uma vista em perspectiva de outro inserto e hachura que indica esquematicamente onde as superfícies de lados trapezoidais de um tronco quadrado (não mostrado) iriam conter as superfícies de apoio de lados do inserto de corte; Fig. 10A é uma vista em corte transversal ao longo da linha XA-XA da Fig. 11C; Fig. 10B é uma vista em corte transversal ao longo da linha XB-XB da Fig. 11C; Fig. 11A é uma vista de lado do inserto da Fig. 9; Fig. 11B é uma vista em corte transversal ao longo da linha XIB-XIB da Fig. 11A; Fig. 11C é uma vista superior (ou seja, axial) do inserto da Fig. 11A; Fig. 11D é uma vista em corte transversal ao longo da linha XID-XID da Fig. 11A; Fig. 12 é uma vista em perspectiva de outro inserto e hachura que indica esquematicamente onde as superfícies de lados trapezoidais de um tronco quadrado (não mostrado) iriam conter as superfícies de apoio de lados do inserto de corte; Fig. 13A é uma vista em corte transversal ao longo da linha XIIIA-XIIIA da Fig. 14C; Fig. 13B é uma vista em corte transversal ao longo da linha XIIIB-XIIIB da Fig. 14C; Fig. 13C é uma vista em corte transversal ao longo da linha XIIIC-XIIIC da Fig. 14C; Fig. 14A é uma vista de lado do inserto da Fig. 12; Fig. 14B é uma vista em corte transversal ao longo da linha XIVB-XIVB da Fig. 14A; Fig. 14C é uma vista superior (ou seja, axial) do inserto da Fig. 14A; Fig. 14D é uma vista em corte transversal ao longo da linha XIVD-XIVD da Fig. 14A; Fig. 15 é uma vista em perspectiva de outro inserto e hachura que indica esquematicamente onde as superfícies de lados trapezoidais de um tronco quadrado (não mostrado) iriam conter as superfícies de apoio de lados do inserto de corte; Fig. 16A é uma vista em corte transversal ao longo da linha XVIA-XVIA da Fig. 17C; Fig. 16B é uma vista em corte transversal ao longo da linha XVIB-XVIB da Fig. 17C; Fig. 16C é uma vista em corte transversal ao longo da linha XVIC-XVIC da Fig. 17C; Fig. 17A é uma vista de lado do inserto da Fig. 15; Fig. 17B é uma vista em corte transversal ao longo da linha XIIVB-XIIVB da Fig. 17A; Fig. 17C é uma vista superior (ou seja, axial) do inserto da Fig. 17A; e Fig. 17D é uma vista em corte transversal ao longo da linha XIIVD-XIIVD da Fig. 17A; Fig. 18A é uma vista superior de uma cavidade correspondente à cavidade nas Figs. 8A a 8C compreendendo um inserto de acordo com as Figs. 15 a 17D, mas apenas mostrando uma vista em corte transversal correspondente à Fig. 17D, o inserto estando em uma posição de montagem correta; e Fig. 18B é uma vista semelhante à Fig. 18A, exceto que o inserto é mostrado em uma posição de montagem incorreta.

DESCRIÇÃO DETALHADA

[063] As Figs. 1A a 1C ilustram uma fresa de inserto 10 configurada para operações de fresagem de canto a 90°.

[064] A fresa de inserto 10 compreende um suporte de ferramenta 12, insertos de corte 14 e parafusos 16 para fixar os insertos de corte 14 ao suporte de ferramenta 12.

[065] A fresa de inserto 10 está configurada para rotacionar em torno de um eixo de rotação AR que se estende longitudinalmente através do centro da mesma.

[066] O eixo de rotação AR define direções opostas axialmente para a frente e para trás DF, DR, e direções de corte rotacionais opostas e sem corte DC, DN.

[067] O suporte de ferramenta 12 compreende uma porção de haste 18 e uma porção de corte 20 que se estende para a frente a partir do mesmo.

[068] A porção de corte 20 compreende uma ou mais cavidades 22.

[069] No exemplo mostrado nas Figs. 1A-1C, existem três cavidades 22 (mostradas sem inserções nas Figs, 8A a 8C). Para suportes de ferramentas de menor diâmetro só é possível prover menos cavidades, por exemplo, uma modalidade de duas cavidades de uma fresa de inserto 10’ é mostrada da Fig. 2. Para suportes de ferramentas de diâmetro maior mais cavidades podem ser providas, como mostrado no suporte de ferramenta 10'' da Fig. 3.

[070] Os insertos de corte 14, parafusos 16 e cavidades 22, nos exemplos dados, são idênticos, portanto, os recursos descritos em relação a um devem ser considerados aplicáveis a todos.

[071] O inserto de corte 14 será agora descrito com referência às Figs. 4-6C.

[072] O inserto de corte 14 é um inserto de corte indexável de quatro arestas de lado único tendo uma forma básica positiva. Compreende uma superfície de saída 24, uma superfície de rolamento de base geralmente plana 26, uma superfície periférica 28, um orifício de parafuso 30 e uma borda de corte 32.

[073] Um eixo de inserto AI (Fig. 6A) se estende perpendicularmente à superfície de rolamento de base 26 e através do centro do inserto 14. O eixo de inserto AI é provido para ajudar a definir direções e recursos do inserto de corte 14. De um modo geral, embora seja mais preferido que um orifício de parafuso da presente invenção esteja localizado no centro de um inserto e seja perpendicular a uma superfície de rolamento de base, resultando em um eixo de inserto do inserto também se estendendo através do centro do orifício de parafuso, deve ser entendido que é possível que um orifício de parafuso possa ser oblíquo ou não perfeitamente central para um inserto de corte, resultando em um eixo de orifício de parafuso (não mostrado) que não seja coaxial com o eixo de inserto AI (enquanto no presente exemplo preferido eles são coaxiais). No entanto, dado que a presente invenção procura minimizar o máximo possível o uso de material, certamente para fins de resistência estrutural o orifício de parafuso exemplificado central e perpendicular é preferencial.

[074] O eixo de inserto AI define direções opostas para cima e para baixo DU, DD, e direções opostas para dentro e para fora DI, DO. A direção para fora DO não pretende definir uma direção específica, mas todas as direções para fora possíveis em 360° a partir do eixo de inserto AI, três dessas direções sendo exemplificadas. Isso também é verdade, na direção oposta, para a direção para dentro DI.

[075] Como mostrado, por exemplo, nas Figs. 4 e 5C, a superfície de saída 24 pode preferencialmente inclinar para dentro e para baixo a partir da borda de corte para formar um ângulo interno agudo α para fins de formação de cavacos.

[076] A superfície de rolamento de base 26 é geralmente plana como mostrado, mas deve ser entendido que esta definição não impede a possível inclusão de uma pequena borda de transição arredondada entre a superfície periférica e a superfície de rolamento de base, como mostrado, por exemplo, na Fig. 7 de EP 3050655.

[077] Referindo-se às Figs. 4 e 6A, a superfície periférica 28 compreende uma subsuperfície inferior 34 e uma subsuperfície superior 36. A subsuperfície inferior 34 é não retificada e se estende para cima e para fora a partir da superfície de rolamento de base 26 e compreende a primeira, segunda, terceira e quarta superfícies de apoio de lados 38A, 38B, 38C, 38D. (Na Fig. 4, apenas 38A e 38B são mostradas e as posições de 38C e 38D, que estão ocultas, são identificadas esquematicamente; doravante as superfícies de apoio de lados idênticas serão identificadas geralmente como "superfície(s) de apoio de lado(s) 38").

[078] Referindo às Figs. 6A e 6B, a forma básica positiva do inserto de corte 14 significa que a subsuperfície inferior 34 forma um ângulo interno obtuso β1 com a superfície de rolamento de base 26. Preferencialmente, embora opcionalmente, a subsuperfície superior 36 forme um ângulo interno obtuso β1 com a superfície de rolamento de base 26. Alternativamente, é possível que a subsuperfície superior 36 seja, por exemplo, perpendicular à superfície de rolamento de base 26.

[079] Cada uma das superfícies de apoio de lados 38 é geralmente plana. Para elaborar, uma protuberância convexa esquemática exagerada 40 é mostrada na Fig. 6C. A protuberância 40 resulta tipicamente de um processo de sinterização. Uma vez que os insertos da presente invenção são pequenos, a distorção resultante dessa protuberância 40 é aceitavelmente pequena o suficiente para não exigir retificação. De um modo geral, essa convexidade ou concavidade (não mostrada; que pode ser considerada uma "protuberância" interna para os fins da especificação) é medida como uma distância máxima de um plano que liga os cantos adjacentes de um inserto a essa protuberância.

[080] Assim, o inserto é declarado como tendo subsuperfície inferior não retificada. Embora na Fig. 4, por exemplo, pareça ter uma linha de descontinuidade 42, isso é meramente resultado desse desenho em particular mostrando uma linha de curvatura. Um produto real que não foi retificado não possui uma linha discernível e transita suavemente da porção geralmente plana para o raio.

[081] A subsuperfície superior 36 compreende pelo menos uma porção saliente 44, descrita abaixo adicionalmente em referência às Figs. 7A a 7G.

[082] Referindo-se à Fig. 6C, o inserto de corte 14 pode compreender quatro cantos idênticos 46A, 46B, 46C, 46D (daqui em diante geralmente referidos como "cantos(s) 46") e quatro bordas retas idênticas 48A, 48B, 48C, 48D (daqui em diante geralmente chamado de “borda(s) reta(s) 48”) conectando os cantos.

[083] As dimensões de vários recursos são mostradas a seguir: cada canto pode ter um raio R (Fig. 6C); cada borda reta 48 pode ter um comprimento de borda LE medido a partir do ponto de transição do raio dos cantos (Fig. 6C); uma largura de estria de borda de corte WL é mostrada na Fig. 5B; e um círculo inscrito imaginário C e um diâmetro IC do mesmo é mostrado na Fig. 6C.

[084] Referindo às Figs. 6B e 6C, um volume vazio VS do inserto de corte 14 é definido pelos limites do orifício de parafuso 30. Especificamente, uma altura do orifício de parafuso HS é definida a partir da superfície de rolamento de base 26 até uma borda superior 49 do orifício de parafuso 30 (também designado na Fig. 4). Em outras palavras, o volume vazio VS é calculado como o volume do vazio que se estende a partir de um fundo do orifício de parafuso 30, definido em um plano inferior PL perpendicular ao eixo de inserto AI e essencialmente coplanar com a superfície de rolamento de base 26, para um topo do orifício de parafuso 30 definido em um plano superior PT perpendicular à interseção do orifício de parafuso 30 e a superfície de saída 24, ou seja, na altura da borda superior 49. Mais precisamente, como mostrado na Fig. 5A, a borda superior 49 é uma interseção de um canto curvado 51 do orifício de parafuso 30 e da superfície de saída 24.

[085] O volume do material VF é, como o próprio nome indica, o volume do material real do qual é feito o inserto de corte 14.

[086] Referindo agora às Figs. 7A a 7G, um tronco quadrado imaginário 50 é mostrado compreendendo uma base quadrada 52, quatro superfícies de lados trapezoidais isósceles idênticas 54A, 54B, 54C, 54D (observando que na Fig. 7F apenas 54A e 54B são mostrados e as posições de 54C e 54D, que estão ocultos, são esquematicamente identificados; daqui em diante geralmente referidos como "superfície(s) de lado(s) trapezoidal(is) 54") e um topo quadrado 56 que é maior que a base quadrada 52.

[087] Cada superfície de lado trapezoidal 54 se estende para cima e para fora da base quadrada em um ângulo de alívio θ de superfície de apoio (Fig. 7D) que é idêntico ao ângulo interno obtuso β1 mostrado na Fig. 6B.

[088] A hachura, esquematicamente designada como 58A, 58B na Fig. 7G (observando que nem toda a altura do tronco quadrado é mostrada) mostra esquematicamente onde a primeira e a segunda superfícies de apoio de lados 38A, 38B estão respectivamente contidas nas superfícies de lados trapezoidais isósceles.

[089] Da mesma forma, a base quadrada 52 contém a superfície de rolamento de base 26.

[090] Como neste exemplo, a borda de corte 32 está localizada a uma altura única, ou seja, uma altura de inserto de corte HI a partir da base quadrada 52, a parte superior quadrada 56 contém a borda de corte 32.

[091] Fig. 7E mostra, em uma vista de lado, onde a pelo menos uma porção saliente 44 se estende ainda mais para fora das superfícies de lados trapezoidais isósceles 54. Neste exemplo, existe apenas uma única porção saliente 44, estendendo-se continuamente em torno de toda a periferia do inserto.

[092] A subsuperfície superior 36 (Fig. 6A) começa, na direção para cima, a uma altura mínima da subsuperfície superior HU acima da superfície de rolamento de base 26, a altura mínima da subsuperfície superior HU sendo mensurável paralelamente ao eixo de inserto AI. A pelo menos uma porção saliente 44 tem um ponto mais baixo 60 na altura mínima da subsuperfície superior HU acima da superfície de rolamento de base 26.

[093] Referindo agora às Figs. 8A a 8C, a cavidade 22 compreende uma superfície de apoio de assento 62, um orifício de cavidade 64 roscado que se abre para a superfície de apoio do assento 62 e define um círculo inscrito de orifício de cavidade mínimo IP e um diâmetro de orifício de cavidade mínimo associado DP, primeira e segunda superfícies de apoio laterais 66A, 66B orientadas em um ângulo reto entre si em uma vista plana (ou seja, a vista da Fig. 8C) da superfície de apoio do assento 62.

[094] O orifício de cavidade 64 pode igualmente ser comparativamente grande em corte transversal comparado com a distância das superfícies de apoio laterais. Isso pode ser visto a partir do diâmetro do orifício de cavidade DP e as distâncias do orifício de cavidade 64 às superfícies de apoio laterais 66A, 66B.

[095] A primeira e a segunda superfícies laterais 66A, 66B são preferencialmente tipicamente orientadas no mesmo ângulo interno obtuso β1 que as superfícies de apoio do inserto 38.

[096] Um eixo de parafuso AS pode preferencialmente ser desviado de um centro da superfície de apoio de assento, ou seja, um pouco mais próximo de onde as superfícies laterais estão mais próximas umas da outras (ou seja, a área geralmente designada 68) de modo que um parafuso que segura o inserto de corte na cavidade irá desequilibrar o inserto de corte em direção às superfícies laterais.

[097] Referindo agora às Figs. 1A a 1C, um recuo de ferramenta 70 é preferencialmente provido para que uma ferramenta possa acessar facilmente um parafuso 16 montado na cavidade 22.

[098] Quando montado, o parafuso 16 fixa o inserto de corte 14 de modo que a superfície de rolamento de base 26 se apoia na superfície de apoio de base 62, a primeira superfície de apoio 38A se apoia na primeira superfície laterais 66A e uma superfície de apoio adjacente 66 (neste exemplo a quarta superfície de apoio 38D, mostrada na Fig. 1C) se apoia na segunda superfície lateral 66B. Será entendido que o inserto de corte 14 pode ser indexado quatro vezes na cavidade 22 e que a designação exata da qual superfícies de apoio específicas entram em contato a qualquer momento não é importante.

[099] Mais importante, nota-se que a subsuperfície superior 36 não entra em contato com o suporte de ferramenta 12 e, portanto, insertos com bordas de corte diferentes podem ser montados no mesmo suporte de ferramenta 12.

[0100] A cavidade é preferencialmente oblíqua na direção direta DF e direção de corte DC em relação ao eixo de rotação AR, como mostrado por um ângulo oblíquo µ. O ângulo oblíquo µ pode preferencialmente cumprir a condição 2° ≤ µ ≤ 5°.

[0101] Na Fig. 1B, para a fresa de inserto 10 exemplificada, uma das bordas de corte retas (por exemplo, a terceira borda reta 48C) desempenha uma função de alisador e se projeta apenas uma pequena distância de alisador DW do suporte de ferramenta. Notavelmente, a orientação da mesma está em ângulo reto com o eixo de rotação AR. Neste exemplo, a segunda borda reta 48B é a borda de corte principal para prover uma operação de fresagem de canto a 90°.

[0102] Com referência à Fig. 1A, uma vez que toda a borda de corte 48 (exemplificada como a segunda borda reta 48B) é reta e geralmente paralela ao eixo de rotação AR, uma profundidade de corte comparativamente grande AP é possível para um inserto de corte comparativamente muito pequeno. Pela mesma razão, isso é igualmente verdade que toda a terceira borda reta 48C provê um alisador comparativamente grande, geralmente perpendicular ao eixo de rotação AR.

[0103] Referindo agora às Figs. 9 a 11D, é mostrada uma modalidade de inserto diferente, ou seja, um inserto circular 14’. A primeira e a segunda superfícies de apoio laterais da cavidade 66A, 66B não têm lacuna no centro da mesma, como é normalmente provido para combater um abaulamento de inserto descrito acima. Como a primeira e a segunda superfícies de apoio laterais da cavidade 66A, 66B são desprovidas de uma lacuna, pode ser usado um inserto circular tal como o inserto de corte designado 14', que se apoiará nas porções centrais das primeira e segunda superfícies de apoio laterais 66A, 66B exatamente na mesma cavidade 22 que o inserto 14 descrito anteriormente.

[0104] O inserto circular 14’ é um inserto de corte indexável de quatro arestas de lado único tendo uma forma básica positiva. Além das formas da borda de corte 32', das superfícies de apoio de lados 38' e das porções salientes 54', o inserto circular 14' pode ser considerado como sendo de outro modo semelhante ao inserto 14 descrito anteriormente. Consequentemente, apenas diferenças significativas serão detalhadas.

[0105] Números de referência correspondentes aos usados no inserto descrito anteriormente, mas sufixado com um apóstrofo (') devem ser considerados como tendo função comparativa.

[0106] A borda de corte 32' é completamente circular e, portanto, também corresponde ao círculo inscrito imaginário C’.

[0107] As superfícies de apoio de lados 38’ podem preferencialmente, mas opcionalmente, se estreitar na direção descendente DD (Fig. 11A). Dito de forma diferente, eles podem ter uma forma de tronco (observando que não é uma forma triangular, pois a porção saliente não é incluída como parte da superfície de apoio de lado).

[0108] Embora a forma cônica se estenda da borda de corte 32’ para a superfície de rolamento de base 26', deve ser entendido que o apoio das superfícies de apoio de lados 38' e as superfícies de apoio laterais da cavidade serão apenas com as partes hachuradas, duas das quais são mostradas na Fig. 9.

[0109] Finalmente, deve-se notar que pelo menos uma porção saliente 44' é na verdade quatro porções salientes separadas, espaçadas. Como mostrado na Fig. 10B, em contraste com a Fig. 10A, certas porções circunferenciais da superfície periférica 28’ são desprovidas de qualquer porção saliente 44'. A Fig. 10A é vista através de um corte transversal através do centro da superfície de apoio de lado 38' como entendido a partir das Figs. 11C e 11D. Por ter uma pluralidade de porções salientes espaçadas, tanto uma borda de corte totalmente circular pode ser alcançada enquanto ainda há quatro superfícies de apoio de lados geralmente planas separadas verticalmente da borda de corte para prover quatro posições de indexação distintas.

[0110] Referindo agora às Figs. 12 a 14D, é mostrada uma modalidade de inserto diferente, ou seja, um inserto de alimentação 14’’.

[0111] O inserto de alimentação 14'' é semelhante aos insertos anteriores na maioria dos aspectos, exceto que a borda de corte foi projetada para fresamento de alimentação (ou seja, compreendendo capacidade combinada de rampa e usinagem de alimentação. Consequentemente, apenas diferenças significativas serão detalhadas.

[0112] Números de referência correspondentes aos usados no inserto descrito anteriormente, mas sufixados com dois apóstrofos (’’) devem ser considerados como tendo função comparativa.

[0113] O inserto de alimentação 14’’ apenas exemplifica que as superfícies de apoio de lados 38’’ podem estar localizadas em uma posição diferente do centro da superfície de lado do inserto. Em outras palavras, eles geralmente podem ser planos apenas adjacentes aos cantos do inserto. As porções hachuradas das superfícies de apoio de lados 38’’ na Fig. 12 estarão igualmente contidas nas superfícies de lados trapezoidais isósceles descritas acima. Assim, o mesmo suporte de ferramentas 12 também pode ser usado para prover uma função de alimentação.

[0114] Referindo agora às Figs. 15 a 17D, é mostrado um inserto diferente 14’’’.

[0115] O inserto de alimentação 14’’’ é semelhante aos insertos anteriores e particularmente o inserto designado 14’’, uma vez que ambos têm uma borda de corte projetada para fresamento de alimentação (ou seja, compreendendo rampagem adjacente combinada e bordas de corte (ou subbordas) de corte de alimentação adjacentes umas às outras).

[0116] A menos que seja especificado o contrário, os recursos com números de referência semelhantes são semelhantes ou idênticos aos insertos anteriores. Diferenças significativas estão detalhadas abaixo.

[0117] O inserto de corte 14’’’ é um inserto de corte indexável de quatro arestas de lado único tendo uma forma básica positiva. Compreende uma superfície de saída 24’’’, uma superfície de rolamento de base geralmente plana 26’’’, uma superfície periférica 28’’’, um orifício de parafuso 30’’’ e uma borda de corte 32’’’.

[0118] Um eixo de inserto AI (Fig. 6A) se estende perpendicularmente à superfície de rolamento de base 26’’’ e através do centro do inserto 14’’’.

[0119] Referindo-se à Fig. 17A, pode ser visto que a superfície periférica 28’’’ do inserto compreende uma subsuperfície inferior 34’’’ e uma subsuperfície superior 36’’’.

[0120] Direcionando a atenção primeiro para a subsuperfície inferior 34’’’, existem quatro superfícies de apoio de lados idênticas 38’’’ correspondentes em função às descritas acima.

[0121] Ao contrário dos insertos anteriores, porções da superfície periférica 28’’’ localizadas adjacentes às superfícies de apoio de lados 38’’’ foram projetadas para uma função especial e consequentemente receberam um nome, ou seja, as superfícies sem apoio de lados 39’’’.

[0122] Mais precisamente, entre cada superfície de apoio de lado 38’’’ e um canto não adjacente 41’’’ da mesma superfície de apoio de lado existe uma superfície sem apoio de lado 39’’’.

[0123] Por exemplo, usando a Fig. 15, números de referência adicionais (ou seja, além de 38’’’ e 39’’’) foram adicionados apenas para explicação. Uma primeira superfície de apoio de lado designada 100 (também geralmente designada 38’’’) está localizada entre o chamado canto adjacente 102 e um canto não adjacente 104. Entre a primeira superfície de apoio de lado 100 e o canto não adjacente 104 está uma chamada superfície sem apoio 106 (também geralmente designada 39’’’). Entre cada par de cantos adjacentes existem superfícies de apoio de lados correspondentes e superfícies sem apoio de lados, no entanto, como são idênticas não serão descritas.

[0124] Similar aos exemplos anteriores, a hachura mostrada para cada superfície de apoio de lado 38’’’ mostra esquematicamente onde as superfícies de apoio de lados 38’’’ do inserto estão respectivamente contidas nas superfícies de lados trapezoidais isósceles descritas acima, que também se apoiam na cavidade de uma ferramenta quando montadas corretamente à mesmo.

[0125] Como observado acima, a cavidade da presente invenção pode acomodar insertos diferentes e, diferentemente do projeto típico do estado da técnica, não é configurado de maneira diferente para cada tipo diferente de inserto intercambiável de quatro arestas.

[0126] Durante o teste, verificou-se inesperadamente que era possível montar o inserto de alimentação 14’’ na Fig. 14 incorretamente na cavidade da presente invenção, ou seja, em uma posição rotacionada da posição correta. Isso derivou de duas circunstâncias incomuns.

[0127] Uma primeira circunstância foi que as superfícies sem apoio adjacentes localizadas entre as superfícies de apoio 38’’ eram orientadas basicamente no mesmo ângulo de indexação que as primeira e segunda superfícies de apoio laterais da cavidade 66A, 66B (neste exemplo 90°; ou seja, que também é o mesmo ângulo de indexação que as superfícies de apoio adjacentes 38’’ pretendidas), o que permite ao operador a oportunidade de fixar o inserto por engano usando superfícies sem apoio.

[0128] Uma segunda circunstância em que o inserto tem duas sub- bordas de funcionamento diferentes adjacentes uma à outra (ou seja, entre cantos adjacentes). Por conseguinte, embora essa montagem incorreta não seja problemática com um inserto com todas as bordas simétricas, no caso de um inserto de alimentação rápida ou outro tipo de inserto com bordas funcionais adjacentes não idênticas, essa montagem incorreta é inaceitável.

[0129] Para reduzir a probabilidade e, preferencialmente, eliminar, a referida montagem incorreta as superfícies sem apoio de lados 39’’’ foram espaçadas do eixo central AI do inserto 14’’’ uma distância maior do que as superfícies de apoio 38’’’.

[0130] Para elaborar com um exemplo, referente à Fig. 17D, um primeiro comprimento L1 medido a partir do eixo central AI (ou seja, o centro do inserto) para a superfície de apoio de lado 38’’’(a superfície de pilar de lado exemplificada também é designada 100) é menor que um segundo comprimento L2 medido a partir do eixo central AI (ou seja, o centro do inserto) para a superfície sem apoio de lado adjacente 39’’’ (também designada 106). Em termos matemáticos tal relação pode ser expressa como: L2 = L1 + Δ (em que Δ é a diferença).

[0131] Notavelmente, a partir do desenho é difícil ver a diferença de comprimento, pois é muito pequena. No exemplo dado, L1 = 1,9 mm e L2 = 1,98 mm. Observando que um círculo inscrito do inserto 14’’’ medindo dentro das superfícies de apoio de lados 38’’’ é consequentemente duas vezes a magnitude de L1, ou seja, 3,8 mm (ou seja, 3,8 mm é um diâmetro inscrito das superfícies de apoio 38’’’).

[0132] Em outras palavras, a diferença Δ exemplificada mencionada acima é de 0,08 mm ou aproximadamente 2% de um diâmetro inscrito das superfícies de apoio. Um valor mínimo de trabalho da diferença Δ é estimado em cerca de 0,04 mm (ou seja, abaixo do qual o efeito desejado, impedindo a montagem incorreta, pode não ser eficaz) e um valor máximo de trabalho é estimado em cerca de 0,5 mm. Consequentemente, um segundo comprimento L2 a partir do eixo central AI para uma superfície sem apoio é preferencialmente 0,04 mm < Δ < 0,5 mm, mais preferencialmente 0,06 mm < Δ < 0,2 mm e o mais preferencialmente 0,06 mm < Δ < 0,1 mm

[0133] Referindo-se agora as Figs. 18A e 18B, o efeito do recurso acima é mostrado na cavidade 22 e é idêntico àquele descrito anteriormente.

[0134] Para reiterar as características relevantes para este exemplo, a cavidade 22 compreende um orifício de cavidade roscado 64, primeira e segunda superfícies de apoio laterais 66A, 66B e um eixo de parafuso AS estendendo-se através do centro do orifício de cavidade rosqueado 64.

[0135] Na posição correta montada na Fig. 18A, duas superfícies de apoio de lados 38’’’ adjacentes apoiam as primeira e segunda superfícies de apoio laterais 66A, 66B e como resultado o eixo central do inserto AI e o eixo do parafuso do orifício de cavidade AS estão espaçados um terço de comprimento L3 relativamente maior um do outro. Por conseguinte, um parafuso (não mostrado) pode ser inserido através do orifício de parafuso do inserto 30’’’ e do orifício de cavidade 64 para segurar o inserto 14’’’ na cavidade 22.

[0136] Por outro lado, na posição incorreta montada na Fig. 18B, as superfícies sem apoio de lados 39’’’ adjacentes apoiam as primeira e segunda superfícies de apoio laterais 66A, 66B e, como resultado o eixo central do inserto AI e o eixo do parafuso do orifício de cavidade AS estão espaçados um quarto de comprimento L4 relativamente maior um do outro (ou seja, o quarto comprimento L4 é relativamente maior que o comprimento L3). Por conseguinte, um parafuso (não mostrado) é impedido de ser inserido através do orifício de parafuso do inserto 30’’’ devido à parte da borda de corte 108 do orifício de cavidade 64 se projetando em seu percurso.

[0137] Observou-se que as superfícies sem apoio 39’’’ podem fazer com que o inserto 14’’’ ajuste automaticamente ou rotacione para a posição montada correta como mostrado na Fig. 18A quando um operador está fixando o inserto 14’’’ ao orifício de cavidade 64.

[0138] A presente modalidade é um inserto de alimentação rápida, no entanto devido à descoberta interessante de ter duas superfícies de apoio possíveis diferentes (ou seja, uma superfície de apoio adjacente a uma superfície sem apoio, ambas das quais sendo possivelmente usadas para montar um inserto em uma cavidade), nota-se que tal recurso (aumentar o comprimento de uma das superfícies de apoio para maior que a outra para evitar montagem incorreta) também pode ser revertido. Isso pode ser, por exemplo, se a borda de corte não fosse configurada como uma borda de corte de alimentação rápida, mas se, por exemplo, as bordas de canto adjacentes do inserto pudessem ser funcionais para prover um inserto de fresagem típica.

[0139] De forma diferente, referindo-se à Fig. 15, para um inserto de alimentação rápida (não necessariamente o inserto de alimentação rápida exemplificado 14’’’ sendo usado apenas para fins explicativos), as superfícies sem apoio (39’’’, 106; sendo posicionadas mais afastada a partir do eixo central AI do que as superfícies de apoio pretendidas) estão posicionadas abaixo das bordas de corte principais 110 e não abaixo das bordas de rampa 112 e as superfícies de apoio (38’’’, 100) estão posicionadas abaixo das bordas de corte em rampa 112.

[0140] Como mostrado na Fig. 17D, uma primeira largura W1 da superfície de apoio de lado é maior que uma segunda largura W2 da superfície sem apoio de lado. Será entendido que esta era uma maneira preferencial, mas não limitante de empurrar a superfície sem apoio 39’’’ para mais afastada a partir do eixo central AI. Será entendido que tal modificação também afeta a superfície de apoio de lado conectada 38’’’.

[0141] Embora o conceito principal do presente exemplo tenha sido descrito acima, o que por si só é até mesmo um aspecto patenteável separado, alguns recursos preferenciais para esse conceito são os seguintes.

[0142] Como resultado das superfícies sem apoio de lados 39’’’ sendo espaçadas além da superfície de apoio de lado 38’’’ do eixo central AI, a superfície periférica de inserto 28’’’ é formada adicionalmente com uma subsuperfície de alívio 114 adjacente à superfície de rolamento de base 26’’’.

[0143] A subsuperfície de alívio 114 foi incluída uma vez que, durante o movimento de translação do inserto 14’’’ durante a fresagem, há uma probabilidade aumentada da superfície periférica de inserto 28’’’ entrar em contato indesejável com uma peça de trabalho (não mostrada).

[0144] Uma adição mais importante da subsuperfície de alívio 114 está abaixo da superfície sem apoio 39’’’ (designada 114A) que é mais provável que entre em contato com uma peça de trabalho (não mostrada) uma vez que se projeta mais afastada a partir do centro do inserto 14’’’. No entanto há também uma probabilidade aumentada de que a área abaixo da superfície de apoio 38’’’ pode entrar em contato com uma peça de trabalho e portanto a referida subsuperfície de alívio 114 também é adicionada abaixo da superfície de apoio de inserto 38’’’ (designada 114B). Para facilitar a produção a subsuperfície de alívio 114 se estende ao redor de toda a superfície periférica de inserto 28’’’.

[0145] Notavelmente, a adição da referida subsuperfície de alívio 114 sob a superfície de apoio de inserto 38’’’ é um pouco desvantajosa uma vez que reduz estabilidade (devido a uma área de apoio menor), mas acredita-se que seja benéfica em geral. Por conseguinte, tal adição da subsuperfície de alívio 114 ao longo de qualquer porção da superfície periférica de inserto 28’’’ é uma opção preferencial mas não limitante.

[0146] Neste exemplo preferencial mas não limitativo a subsuperfície de alívio 114 é convexamente curvada.

[0147] Outro recurso preferencial mas opcional, mostrado melhor na Fig. 16A, é uma estria neutra ou mesmo negativa 116. Como descrito acima, é preferível que uma superfície de saída incline para dentro e para baixo a partir da borda de corte para formar um ângulo interno agudo α para fins de formação de cavacos. No entanto, semelhante ao indicado acima, como um resultado do aumento da probabilidade de contato com uma peça de trabalho devido à superfície sem apoio ser espaçada externamente, é preferível reforçar a borda de corte, mesmo em detrimento causado à eficiência do corte. Tal reforço é adicionado mesmo na forma de uma porção de superfície de saída convexamente curvada 116 adjacente à borda de corte em rampa 112.

Claims (15)

1. Inserto de corte indexável de quatro arestas de lado único (14) tendo uma forma básica positiva, caracterizado pelo fato de que compreende: uma superfície de saída (24); uma superfície de rolamento de base (26) localizada do lado oposto à superfície de saída (24); um eixo de inserto (AI) estendendo-se perpendicular à superfície de rolamento de base (26) e através do centro do inserto (14), o eixo de inserto (AI) definindo: uma direção ascendente (DU) a partir da superfície de rolamento de base (26) em direção à superfície de saída (24), uma direção descendente (DD) oposta à direção ascendente (DU) e uma direção externa (DO) perpendicular às direções ascendente e descendente (DU, DD), e se estendendo para longe a partir do eixo de inserto (AI); uma altura de inserto de corte (HI) mensurável paralela ao eixo de inserto (AI), a partir da superfície de rolamento de base (26) até um ponto mais alto da superfície de saída (24); uma superfície periférica (28) conectando a superfície de saída (24) e a superfície de rolamento de base (26), a superfície periférica (28) compreendendo: uma subsuperfície inferior não retificada (34) que se estende ascendentemente e externamente a partir da superfície de rolamento de base (26), a subsuperfície inferior (34) compreendendo as primeira, segunda, terceira e quarta superfícies de apoio de lados (38A, 38B, 38C, 38D); e uma subsuperfície superior (36) conectando a subsuperfície inferior (34) e a superfície de saída (24), a subsuperfície superior (36) começando na direção ascendente (DU) a uma altura de superfície superior mínima (HU) acima da superfície de rolamento de base (26); uma borda de corte (32) formada ao longo de uma intersecção da superfície periférica (28) e da superfície de saída (24); um furo de parafuso (30) se abrindo para as superfícies de saída e de rolamento de base (24, 26), o furo de parafuso (30) tendo um volume vazio (VS); em que o inserto (14) possui um tronco quadrado imaginário (50) definido por: uma base quadrada (52) contendo a superfície de rolamento de base (26), quatro superfícies de lados trapezoidais isósceles (54, 54A, 54B, 54C, 54D), cada uma se estendendo ascendentemente e externamente a partir da base quadrada (52) em um ângulo de alívio de superfície de apoio θ cumprindo a condição 1° ≤ θ ≤ 15° e cada uma contendo uma respectiva dentre primeira, segunda, terceira e quarta superfícies de apoio de lados (38A, 38B, 38C, 38D) e um topo quadrado (56) conectando as quatro superfícies de lados trapezoidais isósceles (54, 54A, 54B, 54C, 54D) e localizado a uma distância igual à altura de inserto de corte (HI) a partir da base quadrada (52); a subsuperfície superior (36) compreendendo pelo menos uma porção saliente (44), que se estende externamente a partir de uma adjacente das superfícies de lados trapezoidais (54, 54A, 54B, 54C, 54D) e tem um ponto mais baixo (60) na altura de subsuperfície superior mínima (HU); em uma vista paralela ao eixo de inserto (AI), um diâmetro de círculo inscrito (IC) das bordas de corte cumpre a condição IC ≤ 10 mm; e uma razão de volume VS/VF do volume vazio (VS) e um volume de material (VF) do inserto de corte cumpre a condição VS/VF ≥ 0,25.

2. Inserto de corte (14) de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a razão de volume VS/VF cumpre a condição 0,60 ≥ VS/VF ≥ 0,30.

3. Inserto de corte (14) de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que o diâmetro de círculo inscrito (IC) cumpre a condição IC ≤ 6,5mm.

4. Inserto de corte (14) de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato de que a altura de subsuperfície superior mínima (HU) cumpre a condição 0,60HI < HU < 0,90HI.

5. Inserto de corte (14) de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo fato de que a borda de corte (32) compreende quatro cantos idênticos (46, 46A, 46B, 46C, 46D) e quatro bordas retas idênticas (48, 48A, 48B, 48C, 48D) que conectam os cantos.

6. Inserto de corte (14) de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que cada borda reta (48, 48A, 48B, 48C, 48D) tem um comprimento de borda (LE) que cumpre a condição 0,65IC < LE < 0,95lC.

7. Inserto de corte (14) de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizado pelo fato de que apenas a superfície de rolamento de base (26) do inserto de corte (14) é retificada; ou a superfície de rolamento de base (26) e toda borda de corte (32) são retificadas e a borda de corte (32) está contida no topo quadrado (56).

8. Inserto de corte (14) de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizado pelo fato de que a borda de corte (32) é circular.

9. Inserto de corte (14’’’) de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 8, caracterizado pelo fato de que a superfície periférica (28) adicionalmente compreende uma primeira superfície sem apoio de lado (39’’’) adjacente à primeira superfície de apoio de lado (38’’’), uma segunda superfície sem apoio de lado (39’’’) adjacente à segunda superfície de apoio de lado (38’’’), uma terceira superfície sem apoio de lado (39’’’) adjacente à terceira superfície de apoio de lado (38’’’) e uma quarta superfície sem apoio de lado (39’’’) adjacente à quarta superfície de apoio de lado (38’’’); em que cada uma dentre as primeira, segunda, terceira e quarta superfícies sem apoio (39’’’) são adicionalmente espaçadas do eixo central (AI) do que as primeira, segunda, terceira e quarta superfícies de apoio (38’’’).

10. Inserto de corte (14’’’) de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que um primeiro comprimento (L1) é mensurável a partir do eixo central (AI) até cada superfície de apoio de lado (38’’’) e um segundo comprimento (L2) é mensurável a partir do eixo central (AI) até a cada superfície sem apoio de lado (39’’’); sendo o primeiro comprimento (L1) menor que o segundo comprimento (L2) e uma diferença Δ entre eles cumpre a condição: L2 = L1 + Δ.

11. Inserto de corte (14) de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que a diferença Δ cumpre a condição 0,04 mm < Δ < 0,5 mm.

12. Inserto de corte (14’’’) de acordo com qualquer uma das reivindicações 9 a 11, caracterizado pelo fato de que o inserto é um inserto de alimentação (14’’’) com rampa adjacente e bordas de corte de alimentação (112, 110) entre cada par de cantos adjacentes.

13. Inserto de corte (14’’’) de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que a superfície periférica (28) compreende uma subsuperfície de alívio (114) adjacente à superfície de rolamento de base.

14. Inserto de corte (14’’’) de acordo com qualquer uma das reivindicações 9 a 13, caracterizado pelo fato de que uma primeira largura (W1) da superfície de apoio de lado (38’’’) é maior que uma segunda largura (W2) da superfície sem apoio de lado (39’’’).

15. Fresa de inserto (10) compreendendo um inserto de corte (14) conforme definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 14, a fresa de inserto (10) caracterizada pelo fato de que compreende: um suporte de ferramenta (12); e o inserto de corte (14) assentado no suporte de ferramenta (12); o suporte de ferramenta (12) compreendendo: uma porção de haste (18); uma porção de corte (20) conectada à porção de haste e compreendendo uma cavidade (22); e um eixo de rotação AR que se estende através do centro do suporte de ferramenta e define uma direção para frente DF que se estende a partir da porção de haste na direção da porção de corte; a cavidade (22) compreende: uma superfície de apoio de assento (62); um orifício de cavidade rosqueado (64) que se abre para a superfície de apoio de assento e define um círculo inscrito de orifício de cavidade mínimo IP e um diâmetro de orifício de cavidade mínimo associado DP; e primeira e segunda superfícies de apoio laterais (66A, 66B) orientadas em um ângulo reto entre si em uma vista plana da superfície de apoio de assento (62); cada uma das primeira e segunda superfícies de apoio laterais (66A, 66B) tem uma forma contínua alongada, sendo a primeira e a segunda superfícies de apoio laterais as únicas superfícies de apoio da cavidade além da superfície de apoio de assento; e o inserto de corte (14) é montado à cavidade (22) com a superfície de rolamento de base (26) do inserto apoiando a superfície de apoio de assento da cavidade (62) e duas das superfícies de apoio de lados adjacentes (38A, 38B, 38C, 38D) do inserto apoiando a primeira e a segunda superfícies de apoio laterais (66A, 66B) da cavidade.